Caracterização de compósitos extrudados de matriz de alumínio reforçados por partículas de liga de alta entropia
Data
2021-08-02
Autores
Santos, Luciana Rocha Gouveia dos 
Orientadores
Cardoso, Kátia Regina
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Título da Revista
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Resumo
Materiais compósitos de matriz metálica (CMM), principalmente de matrizes de alumínio, têm sido amplamente utilizados no setor de transportes, como automobilístico e aeroespacial. Os CMM são usualmente reforçados com partículas ou fibras de material cerâmico, como carbeto de silício, carbeto de nióbio, ou grafite, que lhes garante em alta resistência mecânica, tenacidade, e maiores
resistências ao desgaste a temperaturas operacionais mais elevadas. No entanto, os reforços cerâmicos apresentam algumas desvantagens, como baixa molhabilidade pelo metal e maior diferença de coeficiente de expansão térmica, que podem resultar em aglomeração das partículas de reforço e à fadiga térmica, respectivamente. Uma alternativa às partículas cerâmicas são partículas metálicas de maior resistência que o metal da matriz. Neste contexto, neste trabalho é
proposta a aplicação de partículas de uma liga de alta entropia (LAE) como reforço em uma matriz de alumínio comercial. As LAE são ligas multicompontes, compostas de cinco ou mais elementos fundamentais com concentrações entre 5 a 35 %at. que apresentam boa estabilidade estrutural, alta resistência mecânica, e por serem metálicas, boa molhabilidade pela matriz e coeficiente de expansão térmica próximo ao da matriz. O objetivo deste trabalho é caracterizar um compósito extrudado de matriz de alumínio reforçado com partículas de uma LAE com composição equimolar AlCrCuFeZn. Tanto a liga utilizada como reforço, quanto os compósitos foram produzidos via metalurgia do pó utilizando a técnica de moagem de alta energia. Os compósitos extrudados foram caracterizados microestruturalmente por microscopia eletrônica de varredura (MEV), e mecanicamente por ensaios de dureza e ensaios de compressão. A análise por MEV dos compósitos, associado à análise quantitativa de imagens, permitiu a comprovação do aumento da fração de área ocupada por partículas de reforço com o aumento da fração em peso de 10 para 20% de reforço. As análises mostraram também uma variação aumentando o raio médio das partículas de reforço ao se comparar as mesmas condições de análise variando a concentração de reforço. Ao
se comparar a dureza destas ligas com a de alumínio puro, obteve-se até 64% de incremento, porém estas não atingiram a dureza da literatura apontada para a liga Al2024. O mesmo vale para os ensaios de compressão que apesar do reforço ter elevado a tensão de escoamento ao se comparar as ligas com reforço LAE e a amostra de alumínio puro ainda não fora possível atingir as propriedades de comparação da liga Al2024 e maiores estudos serão necessários.
Descrição
Citação
SANTOS, L.R.G, Caracterização de compósitos extrudados de matriz de alumínio reforçados por partículas de liga de alta entropia, Trabalho de Conclusão de Curso (Engenharia de Materiais) - Universidade Federal de São Paulo. São José dos Campos, p.48, 2021.